百千成谈FPC和SMT贴片加工的工艺关键点
2021-05-21
现在的电子产品都在追求小型化、微型化,在这种趋势下使得FPC越来越普遍地被各大电子产品生产企业所使用。FPC 的 SMT 工艺有跟传统 PCB有不一样的特色,那么下面百千成电子就来讲下FPC和SMT贴片加工的工艺关键点,为你描述FPC SMT 贴片加工中对于 FPC 的预处理、 流动、印刷、贴片、回流焊、测试、检讨、分板这些工序的工艺要点。希望对各位朋友有所帮助。
现在的电子产品都在追求小型化、微型化,在这种趋势下使得FPC越来越普遍地被各大电子产品生产企业所使用。FPC 的 SMT 工艺有跟传统 PCB有不一样的特色,那么下面百千成电子就来讲下FPC和SMT贴片加工的工艺关键点,为你描述FPC SMT 贴片加工中对于 FPC 的预处理、 流动、印刷、贴片、回流焊、测试、检讨、分板这些工序的工艺要点。希望对各位朋友有所帮助。
PCB(印刷电路板)是印刷出来的电子线路板,简称硬板。FPC(Flexible Printed Circuit)是软电路板的一种,又称柔性印刷电路板或柔性印刷电路板,简称软板。电子产品的小型化是一个逃避的趋势,它对一些成本产品的外观安装至关重要。由于装配空间的连接,SWMD安装在FPC下方,实现零件的装配。FPC已广泛应用于计算器、手机、数码相机、数码摄像机等数码产品中,在FPC上表面贴装SMD已成为SMT技术的发展趋势之一。
FPC外观SMT的工艺要求与传统硬板PCB的SMT解决方案存在诸多差异。做好FPC SMT工艺,最重要的是定位。因为FPC板材不够硬、不够嫩,如果不使用普通载板,就无法完成固定、传输,连印刷、打贴片、过炉等SMT基本工序都无法完成。以上对FPCSMT生产中的FPC预处理、流、印刷、贴片、回流焊、测试、复核、分板等工序的工艺要点进行了论述。
1.FPC预处理
FPC板比较嫩,出厂时一般不会真空包装。它们在运输和储存过程中容易吸收大气中的水分。SMT贴片加工入线前需进行预烘处理,缓慢强制放水。否则,在高温回流焊的影响下,水进入水蒸气气化后的FPC中,迅速吸收并突出FPC,容易导致FPC的分层、起泡等缺陷。
预焙技术条件和一般温度为80-100℃,持续4-8小时。在特殊的教育条件下
e温度可提高到125℃以上,但烘烤完成时间需相应有效缩短。在烘烤之前,我们必须做一个小样测试,以确定FPC能否承受自身能力设定的烘烤环境温度,也可以为FPC厂家提供适合的烘烤工艺条件,供咨询企业使用。烘烤时,FPC堆放方式不宜过多。以10-20PNL为宜。一些FPC制造商可能会在每个PL之间放一张纸,用于社交隔离。需要确认用于隔离的这张纸是否能在承受范围设定的烘烤过程中提高温度。如果学生不能同时拔出隔离纸,那就控制烘烤。烘烤的FPC应该学会不
一个明显的变色、变形、翘曲等缺陷,经IPQC抽样检验合格后方可放线。
贴片加工用载板
构件衬垫设计及钢网开孔设计图
各种构件的垫面设计及钢网开孔设计
2.特种载板制造
根据电路板的CAD文件,读取FPC的孔位数据,制作高精度的FPC定位模板和专用的负载板,使定位模板上定位销的直径与负载板和FPC上定位孔的孔径相匹配。很多FPC由于一些路线的维护或假想的原因,厚度不一样。有的地方比较厚,有的地方比较薄,有的有加强的金属板。因此,需要根据实际情况对载板与FPC的连接处进行加工、打磨、开槽。作用是确保FPC在印刷和贴装过程中平整。薄载体材料要求强度高、吸热低、散热性好、反复热冲击后翘曲度小。常用的载体材料有合成石材、铝板、硅胶板、专门制造的耐高温和磁化钢板等。
普通加载板:普通加载板设计方便,打样快速。常用的荷载板材料有工程塑料(合成石)、铝板等,工程塑料荷载板使用寿命3000-7000次,操作方便,稳定性好,不易吸热,不发热,价格是铝板的5倍以上。
铝载体吸收散热快,内外无温差,变形易修复,价格便宜,使用寿命长
ng,主要缺点是热,拿货用的是绝缘手套。
硅胶板:这种材料的发展是自粘的。FPC可以直接粘在上面,不需要胶带。而且,它们更容易去除,无残留粘合物,耐高温。在硅胶板的使用和管理过程中,采用了不同的化学教学过程。在使用该工艺的有机硅材料的设计中,老化粘度会不断降低,在使用和研究过程中不清洗时粘度也会降低。使用寿命较短,可达1000-2000次,价格也比较高。
磁性夹具:特制耐高温(350℃)钢板加强磁化处理,保证回流焊工艺“永久磁铁”,弹性好,平整度好,高温不变形..由于经过强化磁化处理的钢板平整了FPC表面,FPC避免了回流焊吹气造成的不良焊接,保证了稳定的焊接质量,提高了成品率。只要不是人为损坏或意外损坏
可永久使用,使用寿命长。磁性夹具可以使FPC保暖的同时起到保护作用,在取板时不会对FPC造成任何损伤。但磁力夹具设计复杂,单价高,在批量生产中具有成本优势。
钢网的工艺性设计
模板厚度和贴图垫间距控制元素。
各种电子元器件的焊盘设计和钢网开孔设计
元件与钢筋在同一侧时元件与钢筋边缘的距离及钢筋网厚度规范
FPC焊盘设计考虑
(1)衬垫结构设计尺寸不正确。以片式元件为例:
当焊盘间距G过大或过小时,由于元件焊料端不能与焊盘重叠,回流焊会造成悬桥和位移。
B.当焊盘尺寸不对称时,不对称的表面张力会在同一焊盘的两个端部元件或设计中引起桥移。
(2)过孔设计方法不正确。焊盘上设计通孔(孔径时间大于0.25mm),焊料会从通孔流出
(3)焊盘及布线不合理。从而导致焊盘尺寸不一致。
(4)FPC贴片加工的材料选择、FPC的厚度和长度、宽度尺寸不当
A.由于FPC数据选择不恰当,在打贴片前已经变形,导致贴装精度下降。
BFPC加强板的厚长宽尺寸比例不合适,在安装和回流焊时造成变形,容易发展造成影响焊接工艺的缺陷,也容易损坏元器件。特别是对BGA的焊接,很容易造成虚焊。
(5)组件的选择和参数的选择
组件的包装是不适当的,因为组件和组件的包装没有根据贴片机进给器的配置进行选择,使得无法安装在贴片机上。
(6)在与加强构件不同的平面中,而不是在缓冲构件的热压加强构件的边缘处。
3.生产工艺。
下面我们以一般的载板为例,来描述一下FPC的SMT点。使用硅胶板或磁性夹具时,FPC的固定就方便多了,不需要胶带,印刷、打贴片、焊接等工序的工艺点都是一样的。
FPC设计图
FPC设计图
1.固定FPC:
在举行SMT之前,一开始需要将FPC精确地固定在载板上。特殊的发展要求我们注意FPC是固定在负载上的这一事实
板后,分析打印、安装和焊接技术之间的存储工作时间越短越好。
负载板有两种类型,有定位销,无定位销。无定位销的载板应与有定位销的定位模板相匹配。首先将载板套在模板的定位销上,使定位销通过载板上的定位孔露出。将FPC逐片套在外露的定位销上,然后用胶带流动,再将载板与FPC定位模板分离,进行打印、贴片、焊接。定位销用几个1.5mm左右的定位销弹簧固定在载板上,可以是一套FPC,直接放在弹簧定位销载板上,然后用胶带固定。在印刷过程中,弹簧定位销完全可以被钢筋网压入载板内,不会影响国内印刷效果。
要领一(单面胶的流动):用薄的耐高温单面胶将FPC的四面固定在载板上,防止FPC移位翘曲。胶带的粘度要适中。回流焊后必须容易剥离,且FPC上没有残留的粘接剂。如果使用自动胶带机,同样长度的胶带可以快速切割,可以显著提高效率,节约成本,避免浪费。
方法二(双面胶):先将高温双面胶贴在载板上,效果与硅胶板相同,再将FPC贴在载板上。特别要注意胶带的粘度不要太高。否则,剥离后回流容易导致FPC撕裂。反复加热炉后,粘胶
双面胶的密度会逐渐变低。低粘度不能可靠固定,必须立即更换。FPC是。
导孔设计图
导孔设计图
该工位是防止FPC脏的关键工位,操作时需戴指手套。载板反复使用前,需要及时进行适当清洗。无纺布可蘸清洗剂擦洗,或使用防静电粘尘辊去除表面的一些灰尘、锡珠等异物。取放FPC时不要用力过猛。FPC是脆弱的,很容易导致这些折痕和断裂。
2、FPC锡膏印刷:
FPC无焊膏的组成有很特殊的要求,焊球的尺寸和金属含量对焊料的颗粒存在于FPC的IC处细间距,但FPC的粘合性能要求很高,应具有优良的触变性膏体,且焊膏应具有印刷性。它可以容易且牢固地附接到FPC的表面以释放不利的塌陷等,而不会释放不希望的泄漏或阻挡模板印刷
刷牙时发生。
由于FPC是装载在载板上的,而FPC上有一条用于定位的耐高温胶带,使得平面设计不一致,所以不同厚度的FPC印刷表面不可能像PCB那样平整,硬度也基本相同。因此,我们不应选择传统的金属刮刀,而应主要使用硬度在80-90度的聚氨酯刮刀。
锡膏印刷机最好有光学定位系统,否则对印刷质量影响很大。虽然FPC是固定在负载板上的,但是FPC和负载板之间总会有一些很小的间隙,这是和PCB硬板最大的区别,所以设备参数的设置也会对打印效果产生很大的影响。
打印工位还防止FPC键位脏,这就需要戴上指套进行操作。同时保持工位清洁和模板清洁擦拭,锡膏防止沾染FPC欺骗和镀金按钮。
3.FPC贴片:
根据企业产品的特点、元器件、数量和技术效率,可采用中高速自动贴片机进行贴片。由于每个FPC上都有一个光学标记标记,所以在FPC上安装SMD和安装PCB并没有区别。需要注意的是,虽然FPC固定在载板上,但它的表面不可能是光滑的,因为硬板PCB在FPC和载板之间肯定会有局部的缝隙,造成喷头下降,需要精确设定吹风压力,降低喷头的移动速度。同时FPC以接合板为主,FPC良率较低,所以整个PNL含有一些坏PC是正常的,这就要求贴片机有BADMARK ident
化性能。否则,在生产这种非整体PNL是好板的情况下,生产效率会大大降低。
4、FPC的回流焊:
应采用热风强制对流的红外线回流焊炉,使FPC上的温度变化均匀,减少企业焊接工作不良的发生。如果我们使用单面胶,因为他们只能选择固定FPC的四面,所以中间业务的一些同学在热风状态下会变形,垫容易导致形成倾斜。熔锡(高温下的液态锡)会流动,造成空焊、连续焊、锡珠等现象,造成工艺控制故障率高。
1)温度曲线测试方法:
因为在不同类型的元素中,在
回流焊时,当被加热的载体FPC吸收不同的热量时,吸收的热量也不同,焊接质量受到很大影响,因此精心设定回流炉的温度曲线。更为审慎的是,在实际生产中按照载板间距,前面和每块测试板都有两块放电FPC载板的后部,而在测试载板上贴有FPC的部件则用高温焊料进行测试,在测试点处焊接线温探头,而将温度较高的探头导线固定在载板上。请注意,耐高温胶带的测试点不能覆盖。靠近测试点,每边应选择载板和焊料引脚QFP等,使测试结果更能反映真实情况。
2)温度曲线设定:
在炉温调试中,由于FPC温度均匀性差,我们最好采用升温/保温/回流不同的温度变化曲线示教方法,使每个温区都有一些参数,便于控制。此外,FPC及元器件因发热对企业的影响较小。根据工作经验,炉温最好调整到锡膏技术要求值的下限。回流炉的风速数据一般采用一个炉所能通过的最低风速。回流炉链条结构稳定,不能抖动。
5.FPC检验、测试、分拆:
由于炉内吸热载板,特别是铝载板,当炉内温度较高时,最好在钢口处加装强制冷却风扇,从而有助于快速冷却。同时,操作人员需要戴上绝缘手套,避免热载体造成损坏。拾取时
完成的FPC从载板焊接,受力要均匀,不能用蛮力,以免FPC被撕裂或折痕。
取下的FPC放置5次以上,在放大镜下目视检查。重点工作是检查材料表面残胶、变色,金手指沾锡、锡珠,IC引脚空焊
连续焊接等问题。因为FPC的表面不是很平整,所以A0I的误判率很高。FPC一般不适合AOI检查,但FPC可以通过特殊的测试装置完成ICT和FCT测试。
由于FPC位于笕桥板块,在ICT和FCT测试之前,可以作为第一个做出来的子板,刀片、剪刀等工具也可以完成子板的操作,但操作效率低,工作质量高,报废高。如果是成型生产批量生产FPC,对专用FPC分板冲压模具提出建议
带、冲压、分切,可大大提高工作效率,FPC边缘整齐美观,用时间戳切割的同时,冲压板上内应力低,锡焊料可有效防止开裂。
总结:对于FPC上的SMD贴装来说,FPC的准确市场定位和固定是一个关键点。固定工作的关键是制作一些合适的载板。二是FPC的预烤、印刷、贴片、回流焊。显然,FPC的SMT工艺难度远高于PCB硬板,因此必须正确设置工艺参数。同时,对生产过程的精心管理也是至关重要的。必须确保操作员严格执行SOP上的每一个步骤。跟线上工程师和IPQC要加强检查及时发现生产线异常情况分析原因,采取必要措施使FPC SMT贴片加工生产线不良率控制在几十ppm以内。
百千成谈FPC和SMT贴片加工的工艺关键点就到这里了,如果你想看更多知道更多SMT贴片加工知识,可以关注百千成电子或咨询百千成电子客服。